Klasifikace nebezpečí statické elektřiny
Hlavní nebezpečí statické elektřiny spočívá v elektrostatickém výboji (ESD). ESD trvá pouze milisekundy, s vysokým okamžitým pulzem a průměrným výkonem přesahujícím kilowatty, což je dostatečné k rozbití součástí a způsobení poruchy elektronických zařízení nebo systémů.
Hlavními charakteristikami poškození ESD jsou jeho náhodnost, nepředvídatelnost a obtížnost detekce. V moderním průmyslu, zejména při-výrobě elektroniky ve velkém měřítku, dochází k poškození elektrostatickým výbojem, aniž by si toho lidé všimli, a je obtížné jej odhalit. Důsledky poškození komponent ESD jsou tvrdé a měkké poruchy. Tvrdý průraz způsobí vnitřní zahřátí čipu v jednom kroku, po kterém následuje sekundární porušení kovových vazeb, roztaveného média a povrchových defektů, což nakonec vede k úplnému a trvalému selhání integrovaného obvodu. Měkký průraz může způsobit zhoršení výkonu nebo snížení parametrů komponentů, avšak bez úplného poškození, a tím vznikají skrytá nebezpečí, která je při výstupní kontrole kvality obtížně odhalitelná. Během používání způsobí potenciální poškození obvodu způsobené statickou elektřinou změny parametrů, zhoršení kvality a snížení životnosti, což po určité době provozu v důsledku změn teploty, času a napětí povede k různým poruchám, což nakonec zabrání normálnímu provozu. Pokud poškozený čip patří ke kritickému řídicímu systému, jako je řídicí systém síťového centra, systém automatického řízení vysílání, řídicí centrum plánování výroby, řídicí systém elektronického boje, automatický navigační systém nebo různé systémy řízení startu, výsledné poškození může být nepředvídatelné. Potenciální poškození může být ve skutečnosti nebezpečnější a způsobit závažnější přímé nebo nepřímé ztráty. Data ukazují, že 90 % poškození zařízení-způsobeného elektrostatickým výbojem je potenciálním měkkým poškozením a 10 % je okamžité selhání.
Určité nebezpečí navíc představují elektromagnetické pulsy generované během elektrostatické indukce a elektrostatického výboje: elektrostatický výboj obvykle generuje elektromagnetické pulsní rušení s frekvencemi v rozsahu od stovek kHz (kHz) do desítek megahertzů (MHz) a úrovněmi až desítek milivoltů, které mohou poškodit zařízení citlivá na elektrostatický výboj (SSD).
Někteří lidé věří, že desky s integrovanými obvody s ochrannými obvody ESD jsou imunní vůči elektrostatickému poškození. I když však ochranné obvody určitou ochranu poskytují, a to i s vnitřními ochrannými obvody, citlivá zařízení nemohou odolat tisícům voltů statické elektřiny z lidského těla nebo pracovního prostředí. Všechny integrované obvody jsou citlivé na elektrostatický výboj; jediný rozdíl spočívá v prahovém napětí, které mohou odolat.
Statická elektřina a nebezpečí na výrobních linkách polovodičů a integrovaných obvodů:
1. Pomalá chůze po čisté podlaze s nylonovým oblečením a plastovými-botami může na těle generovat statické napětí 7–8 kV.
2. Když křišťálový nosič vyrobený ze skleněných vláken klouže po polyethylenové desce stolu, může snadno generovat 10KV statické elektřiny.
3. Na montážních linkách plátků: statická elektřina plátků může dosáhnout 5KV, boxy na nakládání plátků 35KV, pracovní oděvy 10KV, kryty z plexiskla 8KV, krystaly křemene 1,5KV a tácky na plátky 6KV.
4. Ve fotolitografických místnostech dosahují plastové podlahy 500-1000V; v kovových síťových příčkách, 500-1000V; v difuzních místnostech dosahují plastové podlahy 500-1500V; plastové stěny dosahují přibližně 700V; a kovové pohyblivé kožené povrchy židlí dosahují 500-3000V.